DE102013111148A1 - Antriebsstrang eines Hybrid-Kraftfahrzeuges - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines Hybrid-Kraftfahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor (4), mindestens einem ersten Elektromotor (16), mindestens einer ersten Kupplungsanordnung (6), mindestens einer Getriebeanordnung (8), mit einer Speicheranordnung und mit mindestens einem Nebenaggregat, wie zum Beispiel einem Klimakompressor, wobei der Verbrennungsmotor (4) über die Kupplungsanordnung (6) und die Getriebeanordnung (8) antriebstechnisch mit einer ersten Antriebsache (14) und der erste Elektromotor (16) antriebstechnisch mit einer zweiten Antriebsachse (22) sowie mit der Speicheranordnung und/oder mit dem Nebenaggregat verbunden ist, wobei der erste Elektromotor (16) eine Rotorwelle (36) aufweist, die an einem ersten Ende (34) über eine erste Schalteinheit (18) mit der zweiten Antriebsachse (22) antriebstechnisch verbunden ist und die an einem zweiten Ende (38) über eine zweite Schalteinheit (24) mit einer Kurbelwelle (28) des Verbrennungsmotors (4) antriebstechnisch verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines Hybrid-Kraftfahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor, mindestens einem ersten Elektromotor, mindestens einer ersten Kupplungsanordnung und mindestens einer Getriebeanordnung, mit einer Speicheranordnung und mit mindestens einem Nebenaggregat, wie zum Beispiel einem Klimakompressor, wobei der Verbrennungsmotor über die Kupplungsanordnung und die Getriebeanordnung antriebstechnisch mit einer ersten Antriebsachse verbunden ist und der erste Elektromotor antriebstechnisch mit einer zweiten Antriebsachse sowie mit der Speicheranordnung und/oder mit dem Nebenaggregat verbunden ist.
  • Ein derartiger Antriebsstrang ist beispielsweise aus der DE 10 2009 050 957 A1 bekannt. Diese Druckschrift offenbart unter anderem einen Antriebsstrang, bei dem ein Verbrennungsmotor antriebstechnisch mit einer ersten Antriebsachse, hier der Hinterachse, verbunden ist und ein zweiter Elektromotor antriebstechnisch mit einer zweiten Antriebsachse, hier der Vorderachse, verbunden ist. Auf diese Weise ist es möglich, das Kraftfahrzeug konventionell lediglich über den Verbrennungsmotor anzutreiben, es im Mischbetrieb sowohl über den Elektromotor und dem Verbrennungsmotor anzutreiben oder lediglich die Vorderachse, das heißt also rein elektromotorisch, anzutreiben. Die hier dargestellte Anordnung weist jedoch den Nachteil auf, dass sie einen sehr großen Bauraum benötigt und einen sehr geringen Wirkungsgrad, insbesondere hinsichtlich des Elektromotors aufweist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und einen Antriebsstrang bereitzustellen, der bei sehr geringem Bauraum möglichst flexibel hinsichtlich der Antriebskonzepte anzusteuern ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der erste Elektromotor eine Rotorwelle aufweist, die an einem ersten Ende über eine erste Schalteinheit mit der zweiten Antriebsachse antriebstechnisch verbunden ist und die an einem zweiten Ende über eine zweite Schalteinheit mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors antriebstechnisch verbunden ist. Hierdurch kann der erste Elektromotor auf einfache Weise parallel zum Verbrennungsmotor angeordnet werden, was deutliche Packagevorteile liefert. Zudem ist der erste Elektromotor in unmittelbarer Nähe der zweiten Antriebsachse, beispielsweise der Vorderachse, angeordnet und ist direkt lediglich über eine erste Schalteinheit mit der Vorderachse, beispielsweise über ein Vorderachsdifferential, antriebstechnisch verbunden. Über die antriebstechnische Verbindung des ersten Elektromotors mit der Kurbelwelle ist der Antrieb von Nebenaggregaten, wie zum Beispiel einem Klimakompressor, möglich. Auch kann auf einfache Weise ein Motorstart des Verbrennungsmotors durch den ersten Elektromotor durchgeführt werden. In beiden Fällen geschieht das bei geschlossener zweiter Schalteinheit. Bei geöffneter erster Schalteinheit und geschlossener zweiter Schalteinheit kann der Verbrennungsmotor im Stillstand des Kraftfahrzeuges den als Generator betriebenen ersten Elektromotor antreiben, um Strom zu erzeugen und eine Speicheranordnung aufzuladen (Standladen). Auch kann bei geschlossener erster Schalteinheit und geöffneter zweiter Schalteinheit die Elektromaschine als Generator betrieben werden, um durch Nutzung der kinetischen Energie des rollenden Kraftfahrzeuges an der Vorderachse Strom zu erzeugen (Rekuperation).
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist ein zweiter Elektromotor vorgesehen, der hinter der Getriebeanordnung über eine dritte Schalteinheit antriebstechnisch mit der ersten Antriebsachse verbunden ist. Da der zweite Elektromotor direkt beispielsweise über eine Kardanwelle und über ein Differential mit der ersten Antriebsachse, beispielsweise der Hinterachse, antriebstechnisch verbunden ist, treten keine Verluste mehr aufgrund der zwischengeschalteten Getriebeanordnung auf, wodurch der Wirkungsgrad des zweiten Elektromotors wesentlich erhöht wird. Des Weiteren ist durch eine derartige relativ einfache Ausführungsform des Antriebsstranges ein rein elektrisches Allrad-Konzept umzusetzen. Alternativ ist es natürlich auch möglich, einen zweiten Elektromotor vorzusehen, der vor der ersten Kupplungsanordnung antriebstechnisch mit einer Eingangswelle der ersten Kupplungsanordnung verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform kann zwischen dem zweiten Elektromotor und der ersten Kupplungsanordnung eine zweite Kupplungsanordnung vorgesehen sein, muss jedoch nicht.
  • Die antriebstechnische Verbindung zwischen dem ersten Elektromotor und der Kurbelwelle kann in vorteilhafter Weise über einen Riementrieb hergestellt sein.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt die einzige Figur eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges.
  • Die einzige Figur zeigt eine schematische Ansicht eines Antriebsstranges 2 für ein nicht weiter dargestelltes Hybrid-Kraftfahrzeug. Der Antriebsstrang 2 besitzt einen Verbrennungsmotor 4, der über eine Kupplungsanordnung 6, hier eine Doppelkupplung, und ein Getriebe 8 und eine Kardanwelle 10 mit einem ersten Differential 12 einer ersten Antriebsachse 14, hier die Hinterantriebsachse, verbunden ist. Auf die besondere Ausführungsform der Getriebeanordnung 8 wird hier nicht weiter detailliert eingegangen. Parallel zum Verbrennungsmotor 4 ist ein erster Elektromotor 16 vorgesehen, der über eine erste Schalteinheit 18 und ein Differential 20 mit einer zweiten Antriebsachse 22, hier der Vorderradachse, antriebstechnisch verbunden ist. Des Weiteren ist der Elektromotor 16 über eine zweite Schalteinheit 24 und einen Riemenantrieb 26 mit einer Kurbelwelle 28 des Verbrennungsmotors 4 verbunden. Der erste Elektromotor 16 ist an einem ersten Ende seiner Rotorwelle über die erste Schalteinheit 18 mit der Vorderradachse 22 antriebstechnisch verbunden. An einem zweiten Ende der Rotorwelle greift die zweite Schalteinheit 24 zur Ankopplung des Riementriebs 26 mit der Kurbelwelle 28 des Verbrennungsmotors 4 an.
  • Nachfolgend werden verschiedene Antriebskonzepte des erfindungsgemäßen Antriebsstranges 2 erläutert. Neben des konventionellen Antriebs der Hinterachse 14 durch den Verbrennungsmotor 4 kann das Kraftfahrzeug bei geschlossener erster Schalteinheit 18 und geöffneter zweiter Schalteinheit 24 auch lediglich elektromotorisch über den ersten Elektromotor 16 angetrieben werden. Ebenso kann bei hinzu geschaltetem Verbrennungsmotor 4 das Kraftfahrzeug auch im Allradbetrieb betrieben werden. Bei geöffneter erster Schalteinheit 18 und geschlossener zweiter Schalteinheit 24 und einem im Leerlaufbetrieb betriebenen Verbrennungsmotor 4 kann der erste Elektromotor 16 als Generator betrieben werden und eine nicht dargestellte Speicheranordnung aufladen (Standladen). Ebenso kann bei geschlossener erster Schalteinheit 18 und geöffneter zweiter Schalteinheit 24 der erste Elektromotor 16 im Rekuperationsmodus betrieben werden. Des Weiteren kann bei geöffneter erster Schalteinheit 18 und geschlossener zweiter Schalteinheit 24 der erste Elektromotor 16 über den Riementrieb 26 die Kurbelwelle 28 und damit ggfs. Nebenaggregate, wie zum Beispiel einen Klimakompressor, antreiben. Auch ist es auf diese Weise möglich, den ersten Elektromotor 16 als Anlasser zum Motorstart des Verbrennungsmotors 4 zu nutzen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ein zweiter Elektromotor 30 hinter der Getriebeanordnung 8 über eine dritte Schalteinheit 32 mit dem Hinterachsdifferential 12 und damit mit der Hinterachse 14 antriebstechnisch verbunden. Die Darstellung in gestrichelten Linien des zweiten Elektromotors 30 und der dritten Schalteinheit 32 sollen zum Ausdruck bringen, dass diese konstruktiven Elemente nicht zwingend zur Umsetzung der Erfindung benötigt werden. Durch eine derartige Anordnung des zweiten Elektromotors 30 ist es auf einfache Weise möglich, das Fahrzeug elektromotorisch im Allradbetrieb zu betreiben. Der Wirkungsgrad des zweiten Elektromotors 30 wird nicht durch die Getriebeanordnung 8 verringert.
  • Alternativ ist es natürlich auch möglich, einen zweiten Elektromotor 30‘ zum Antrieb der Hinterachse 14 vor der ersten Kupplungsanordnung 6 vorzusehen und ihn antriebstechnisch mit einer Eingangswelle der ersten Kupplungsanordnung 6 zu verbinden. Hierbei ist es denkbar, dass eine an sich bekannte zweite Kupplungsanordnung für den zweiten Elektromotor 30‘ entfällt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009050957 A1 [0002]

Claims (5)

  1. Antriebsstrang eines Hybrid-Kraftfahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor (4), mindestens einem ersten Elektromotor (16), mindestens einer ersten Kupplungsanordnung (6), mindestens einer Getriebeanordnung (8), mit einer Speicheranordnung und mit mindestens einem Nebenaggregat, wie zum Beispiel einem Klimakompressor, wobei der Verbrennungsmotor (4) über die Kupplungsanordnung (6) und die Getriebeanordnung (8) antriebstechnisch mit einer ersten Antriebsache (14) und der erste Elektromotor (16) antriebstechnisch mit einer zweiten Antriebsachse (22) sowie mit der Speicheranordnung und/oder mit dem Nebenaggregat verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Elektromotor (16) eine Rotorwelle (36) aufweist, die an einem ersten Ende (34) über eine erste Schalteinheit (18) mit der zweiten Antriebsachse (22) antriebstechnisch verbunden ist und die an einem zweiten Ende (38) über eine zweite Schalteinheit (24) mit einer Kurbelwelle (28) des Verbrennungsmotors (4) antriebstechnisch verbunden ist.
  2. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Elektromotor (30) vorgesehen ist, der hinter der Getriebeanordnung (8) über eine dritte Schalteinheit (32) antriebstechnisch mit der ersten Antriebsachse (14) verbunden ist.
  3. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Elektromotor (30‘) vorgesehen ist, der vor der ersten Kupplungsanordnung (6) antriebstechnisch mit einer Eingangswelle der ersten Kupplungsanordnung (6) verbunden ist.
  4. Antriebsstrang nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten Elektromotor (30‘) und der ersten Kupplungsanordnung (6) eine zweite Kupplungsanordnung vorgesehen ist.
  5. Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebstechnische Verbindung zwischen den ersten Elektromotor (16) und der Kurbelwelle (28) über einen Riementrieb (26) hergestellt ist.
DE201310111148 2013-10-09 2013-10-09 Antriebsstrang eines Hybrid-Kraftfahrzeuges Granted DE102013111148A1 (de)

Priority Applications (4)

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